Glossário
Resíduo sólido (carbono)
Umidade de resíduo sólido (carbono). O teor de umidade é determinado secando a amostra de combustível a uma temperatura específica e calculando o teor de umidade a partir da perda de massa. Este indicador é um parâmetro de qualidade importante, uma vez que um aumento do teor de umidade no resíduo sólido leva a uma diminuição no calor de combustão, uma diminuição na fluidez, congelamento do carvão no inverno e, portanto, reduz seu custo. O combustível que entrou na câmara de combustão é rapidamente seco e a umidade nele contida se transforma em vapor de água superaquecido. Parte do calor é gasta na evaporação e superaquecimento da umidade, como resultado da redução da temperatura da tocha na câmara de derretimento. Esta diminuição da temperatura pode ser muito significativa, uma vez que muito mais calor é gasto na evaporação da umidade do que no aquecimento, derretimento e evaporação parcial das cinzas.
O conteúdo de cinzas do resíduo sólido (carbono) é determinado pela queima de combustível (cinzas) com livre acesso de ar e calcinação do resíduo de cinza a peso constante em uma determinada temperatura. Os combustíveis sólidos sempre contêm impurezas minerais não combustíveis, que incluem cálcio, carbonatos de magnésio, gesso, pirita e elementos raros. Quando o combustível é queimado, a parte não queimada das impurezas minerais forma cinzas, que, dependendo de sua composição, podem ser refratárias ou de baixo ponto de fusão, de fluxo livre ou fundidas. As impurezas minerais deterioram a qualidade do carvão, reduzem o calor de combustão e aumentam o consumo de combustível por unidade de produção.
O rendimento dos componentes voláteis é definido como a diferença entre a perda de massa e umidade no aquecimento. Com base nos valores do rendimento das substâncias voláteis e nas características do resíduo não volátil, é possível estimar grosso modo a capacidade de aglutinação dos carvões, bem como prever o comportamento do combustível nos processos tecnológicos de processamento e propor métodos de combustão racionais.
Calor de combustão - calor liberado após a combustão completa de combustível sólido em oxigênio. O calor de combustão é o indicador mais importante da qualidade do combustível de geração de energia e caracteriza o valor calorífico do combustível.
O enxofre no resíduo sólido (carbono) é determinado por análise de fluorescência de raios-X. Na queima de combustíveis, ele é liberado na forma de SO2, poluindo e envenenando o meio ambiente e corroendo superfícies metálicas, além de reduzir o calor de combustão dos combustíveis. A escolha do uso de combustíveis geralmente depende de seu teor total de enxofre.
A composição química do resíduo sólido (carbono) é determinada por microscopia eletrônica de varredura com análise química por sonda eletrônica.
Gás de pirólise
A determinação da composição qualitativa (componentes gasosos) e quantitativa (percentagem) permite calcular o poder calorífico (calor de combustão) da mistura gasosa e é efectuada pelo método da cromatografia gás-líquido.
O calor de combustão é a característica mais importante do potencial energético e da eficiência econômica do uso de produtos gasosos do processamento de resíduos da pirólise como combustível. Quanto maior for o valor calorífico do combustível, menor será o consumo de combustível.
Seleção de um sistema de limpeza e neutralização de gases de combustão
Determinação de partículas sólidas
Determinação de cloridrato
Determinação de hidrofluoreto
Determinação de dióxido de enxofre
Determinação de metais pesados
Determinação de mercúrio
Determinação de carbonos aromáticos policíclicos
Purificação e clarificação de óleos usados e combustíveis abaixo do padrão
A seleção de sorventes e a seleção de sua composição granulométrica é de grande importância no desenvolvimento de métodos de limpeza e clarificação de óleos usados e combustíveis de baixa qualidade.
Composição granulométrica - o conteúdo relativo de partículas de diferentes tamanhos em um material sólido, caracterizado pelo rendimento em porcentagem da massa. Para determiná-lo, use o método de peneira.
Produtos Líquidos
A composição fracionária é uma característica definidora ao estabelecer o escopo de aplicação de um líquido de pirólise - uma mistura multicomponente de hidrocarbonetos de várias composições.
Em condições de laboratório e industriais, a destilação é realizada em um ponto de ebulição constantemente crescente. Isso permite a separação dos componentes líquidos em frações, que são caracterizadas por uma determinada faixa de temperatura (ponto de início e fim de ebulição).
A destilação atmosférica do líquido de pirólise permite isolar as seguintes frações, que evaporam a temperaturas de até 350 ° C:
frações leves (petróleo, gasolina) - do início da ebulição até 140 ° С;
frações intermediárias (nafta, querosene, diesel) - 140 ° С a 350 ° С;
O estudo da composição fracionária do líquido de pirólise obtido no processo de beneficiamento de resíduos (resíduos sólidos, plásticos, pneus de automóveis, etc.) permite avaliar a possibilidade de obtenção de potenciais produtos comercializáveis (solventes, carburantes, semelhantes ao diesel e gasolina) e para determinar a área de sua aplicação.
2. A densidade é uma propriedade físico-química do combustível, evidenciando a gravidade específica, nomeadamente a quantidade de massa por unidade de volume.
Pela densidade do combustível, pode-se avaliar aproximadamente sua composição de hidrocarbonetos, então as parafinas têm a densidade mais baixa e os compostos naftênicos têm a densidade mais alta. Quanto maior for o conteúdo de frações pesadas no combustível, maior será sua densidade e, consequentemente, quanto mais frações leves, menor será a densidade. Além disso, a densidade do combustível também é afetada pela porcentagem de componentes de alta octanagem - álcoois e éteres.
3. A fração mássica da água é determinada pelo método baseado na destilação quantitativa da água coletada no coletor do produto analisado. A água no líquido de pirólise e nos combustíveis pode estar nos estados livre, emulsão e dissolvido (higroscópico). A presença de água no combustível é inaceitável, pois cristais de gelo se formam em baixas temperaturas, o que pode interromper o fornecimento de combustível ao motor. Além disso, a água é uma das causas da corrosão em conjuntos de combustível.
4. O teor de impurezas mecânicas consiste na determinação da massa de impurezas mecânicas retidas pelos filtros quando o produto de ensaio é passado por eles.
A presença de peças de precisão no equipamento de combustível impõe maiores exigências sobre a pureza dos combustíveis - elas não devem conter impurezas mecânicas, que são de maior dureza e causam maior desgaste das peças do motor. As impurezas são especialmente prejudiciais para bombas de combustível de alta pressão, injetores de bomba, injetores.
5. O teor de ácidos e álcalis solúveis em água caracteriza a corrosividade do combustível e é determinado pela extração de ácidos e álcalis de produtos oleosos com água ou uma solução aquosa de álcool e determinação do valor de pH do extrato aquoso com um medidor de pH.
A presença de ácidos e álcalis solúveis em água é verificada quanto à sua total ausência, uma vez que são eletrólitos e causam corrosão química. Produtos de corrosão passam para os filtros de combustível e entupem e outros equipamentos de combustível.
6. A fração mássica de hidrocarbonetos aromáticos é determinada tratando o produto de teste com ácido sulfúrico, que reage com hidrocarbonetos insaturados e aromáticos.
Este indicador permite controlar o teor de hidrocarbonetos aromáticos no combustível, cuja composição química determina as suas principais propriedades tecnológicas e ambientais. A presença de hidrocarbonetos aromáticos nas frações da gasolina pode aumentar o índice de octanas e contribuir para uma combustão mais completa e uniforme da mistura ar-combustível. No entanto, com o aumento do seu teor nas frações gasolina e diesel sob a influência das altas temperaturas, os hidrocarbonetos aromáticos sofrem transformações oxidativas e são a principal fonte de depósitos de carbono, também com maior teor de "aromáticos", rendimento de produtos tóxicos no aumenta os gases de escape, a emissão de óxidos de nitrogênio prejudiciais também depende do volume de hidrocarbonetos aromáticos.
7. Teste em placa de cobre - indicador que determina a corrosividade do combustível, dependendo do teor total de compostos de enxofre ativos (mercaptanos, sulfeto de hidrogênio, enxofre livre ) em temperaturas elevadas . A essência do teste é o efeito do combustível em uma placa de cobre polida limpa por um tempo e temperatura especificados.
O aparecimento na placa de filmes ou depósitos de cor preta, cinza ou marrom escuro, ou pontos pretos, é um sinal da presença de enxofre livre ou compostos de enxofre ativos no combustível.
8. A determinação do teor de enxofre é realizada por espectroscopia de infravermelho. A presença de compostos de enxofre no combustível aumenta a toxicidade dos gases de escapamento, tanto pelo aumento da concentração de óxidos de enxofre e material particulado neles, quanto indiretamente, pela redução da eficiência e confiabilidade dos modernos sistemas de controle de composição dos gases de escapamento.
9. O ponto de inflamação em um cadinho fechado é a temperatura mais baixa de uma substância condensada volátil na qual os vapores acima da superfície da substância são capazes de piscar no ar sob a influência de uma fonte de ignição, no entanto, a combustão estável não ocorre após a remoção a fonte de ignição. Flash - combustão rápida de uma mistura de vapor de uma substância volátil com o ar, acompanhada por um brilho visível de curto prazo.
O ponto de ignição deve ser distinguido tanto da temperatura de ignição, na qual a substância combustível é capaz de queimar independentemente após a fonte de ignição parar de agir, quanto da temperatura de autoignição, na qual uma fonte de ignição externa não é necessária para iniciar um combustão ou explosão.
10. O número de octanas é usado como uma escala de classificação para a gasolina. Este indicador caracteriza a resistência à detonação do combustível, ou seja, a capacidade do combustível de resistir à combustão espontânea durante a compressão. Os elevados índices de octanagem da gasolina indicam a ausência ou presença mínima da possibilidade de detonação, bem como o fato de que, com uma alta taxa de compressão, o motor é capaz de desenvolver mais torque com a mesma quantidade de combustível consumido.
Para determinar o número de octanas, métodos de avaliação indireta da resistência à detonação são utilizados por parâmetros físico-químicos e características de uma reação de oxidação em fase gasosa em baixa temperatura, simulando processos de pré-chama. O número de octanas é determinado por dois métodos - pesquisa e motor. O método de pesquisa possibilita investigar a resistência à detonação do combustível em relação à referência, o método do motor determina a resistência da gasolina à detonação na potência máxima do motor no modo de aumento da temperatura.
11. O índice de cetano serve como meio de avaliar o número de cetano do óleo diesel (característica da inflamabilidade do óleo diesel, que determina o período de atraso da combustão da mistura de trabalho (o intervalo de tempo da injeção de combustível no cilindro até o início da sua combustão)). Quanto maior o índice de cetano, menor será o atraso e mais calma e suavemente será a queima da mistura de combustível. O índice de cetano é determinado por cálculo. A essência deste método é determinar, de acordo com métodos padronizados, a densidade do combustível a uma temperatura de 15 ºС e a temperaturas de 10 vol. %, 50 vol. % e 90% vol. da amostra e o cálculo do índice de cetano a partir desses dados.
12. A composição qualitativa e quantitativa do líquido de pirólise é realizada pelo método da cromatografia gás-líquido.
13. A determinação da resistência das borrachas à ação de um líquido de pirólise é baseada na avaliação das propriedades (peso, dimensões) antes e depois da imersão em um líquido de teste em uma dada temperatura e tempo e permite obter informações sobre o comportamento de produtos de borracha durante a operação em contato com um líquido de pirólise.